I dinosauri erano a sangue caldo?

Perché c'è così tanta confusione su cosa significhi per qualsiasi creatura - non solo un dinosauro - essere "A sangue freddo" o "a sangue caldo", iniziamo la nostra analisi di questo problema con alcuni di cui abbiamo molto bisogno definizioni.

I biologi usano una varietà di parole per descrivere il metabolismo di un determinato animale (cioè la natura e la velocità dei processi chimici che avvengono all'interno delle sue cellule). In un Endotermico creatura, le cellule generano calore che mantiene la temperatura corporea dell'animale, mentre ectotermi gli animali assorbono il calore dall'ambiente circostante.

Ci sono altri due termini che complicano ulteriormente questo problema. Il primo è omeotermi, descrivendo gli animali che mantengono costante la temperatura corporea interna, e il secondo è poikilothermic, che si applica agli animali la cui temperatura corporea oscilla in base all'ambiente. (In modo confuso, è possibile che una creatura sia ectotermica, ma non poikiotermica, se modifica il suo comportamento al fine di mantenere la sua temperatura corporea di fronte a un ambiente avverso.)

Come avrai ipotizzato dalle definizioni di cui sopra, non ne consegue necessariamente che un rettile ectotermico abbia letteralmente sangue più freddo, dal punto di vista della temperatura, di un mammifero endotermico. Ad esempio, il sangue di una lucertola del deserto che si crogiola al sole sarà temporaneamente più caldo di quello di a mammifero di dimensioni simili nello stesso ambiente, anche se la temperatura corporea della lucertola diminuirà calar della notte.

Comunque, nel mondo moderno, i mammiferi e gli uccelli sono sia endotermici che omeotermici (ad es. "Sangue caldo"), mentre la maggior parte dei rettili (e alcuni pesci) sono sia ectotermici che poikilotermici (ad es. "a sangue freddo"). E i dinosauri?

Per circa un centinaio di anni dopo che i loro fossili iniziarono a essere scavati, i paleontologi e i biologi evoluzionisti presero che i dinosauri dovessero essere a sangue freddo. Questa ipotesi sembra essere stata alimentata da tre linee intrecciate di ragionamento:

1) Alcuni dinosauri erano molto grandi, il che ha portato i ricercatori a ritenere che corrispondessero lentamente metabolismi (dal momento che un erbivoro di cento tonnellate richiederebbe un'enorme quantità di energia per mantenere il corpo alto temperatura).

2) Si presumeva che questi stessi dinosauri avessero estremamente cervelli piccoli per i loro grandi corpi, che hanno contribuito all'immagine di creature lente, lente e non particolarmente sveglie (più simili alle tartarughe delle Galapagos che veloci velociraptor).

3) Poiché i rettili e le lucertole moderni sono a sangue freddo, aveva senso che anche le creature "simili a lucertole" come i dinosauri devono avere a sangue freddo. (Questo, come avrai intuito, è l'argomento più debole a favore dei dinosauri a sangue freddo.)

Questa visione ricevuta dei dinosauri iniziò a cambiare alla fine degli anni '60, quando una manciata di paleontologi, il principale tra loro Robert Bakker e John Ostrom, iniziò a diffondere un'immagine di dinosauri come creature veloci, argute ed energiche, più affini ai moderni predatori di mammiferi che alle lucenti lumache del mito. Il problema era che sarebbe stato estremamente difficile per a Tirannosauro Rex mantenere uno stile di vita così attivo se fosse a sangue freddo - portando alla teoria che i dinosauri potrebbero, in effetti, essere stati endotermi.

Perché non ci sono dinosauri viventi in giro per essere sezionati (con una possibile eccezione, che otterremo sotto), la maggior parte delle prove del metabolismo a sangue caldo deriva da teorie moderne sul dinosauro comportamento. Ecco i cinque argomenti principali per i dinosauri endotermici (alcuni dei quali sono sfidati di seguito, nella sezione "Argomenti contro").

• Almeno alcuni dinosauri erano attivi, intelligenti e veloci. Come accennato in precedenza, l'impulso principale per la teoria dei dinosauri a sangue caldo è che alcuni dinosauri hanno esposto Comportamento "mammifero", che comporta un livello di energia che (presumibilmente) può essere mantenuto solo da un sangue caldo metabolismo.
• Le ossa di dinosauro mostrano segni di metabolismo endotermico. L'analisi microscopica ha dimostrato che le ossa di alcuni dinosauri sono cresciute ad un ritmo paragonabile ai mammiferi moderni e hanno più caratteristiche in comune con le ossa di mammiferi e uccelli di quanto non facciano con le ossa dei giorni nostri rettili.
• Molti fossili di dinosauro sono stati trovati ad alte latitudini. Le creature a sangue freddo hanno molte più probabilità di evolversi nelle regioni calde, dove possono usare l'ambiente per mantenere la temperatura corporea. Le latitudini più elevate comportano temperature più fredde, quindi è improbabile che i dinosauri fossero a sangue freddo.
• Gli uccelli sono endotermi, quindi anche i dinosauri devono esserlo. Molti biologi considerano gli uccelli "dinosauri viventi" e pensano che il sangue caldo degli uccelli moderni sia una prova diretta del metabolismo a sangue caldo dei loro antenati dinosauri.
• I sistemi circolatori dei dinosauri richiedevano un metabolismo a sangue caldo. Se un gigante sauropode piace Brachiosaurus teneva la testa in posizione verticale, come una giraffa, che avrebbe posto enormi richieste al suo cuore - e solo un metabolismo endotermico poteva alimentare il suo sistema circolatorio.

Secondo alcuni biologi evoluzionisti, non è sufficiente affermare che, poiché alcuni dinosauri potrebbero essere stati più veloci e più intelligenti di quanto precedentemente ipotizzato, tutti i dinosauri avevano metabolismi a sangue caldo - ed è particolarmente difficile dedurre il metabolismo dal comportamento presunto, piuttosto che dal fossile reale disco. Ecco i cinque principali argomenti contro i dinosauri a sangue caldo.

• Alcuni dinosauri erano troppo grandi per essere endotermi. Secondo alcuni esperti, un sauropode da 100 tonnellate con un metabolismo a sangue caldo sarebbe probabilmente surriscaldato e morto. A quel peso, un dinosauro a sangue freddo avrebbe potuto essere quello che viene chiamato un "omeoterma inerziale" - vale a dire, si riscaldava lentamente e si raffreddava lentamente, permettendogli di mantenere un corpo più o meno costante temperatura.
• Il giurassico e i periodi cretacei erano caldi e afosi. È vero che molti fossili di dinosauro sono stati trovati ad alta quota, ma 100 milioni di anni fa anche un picco di montagna alto 10.000 piedi avrebbe potuto essere relativamente mite. Se il clima fosse caldo tutto l'anno, ciò favorirebbe i dinosauri a sangue freddo che si affidavano alle temperature esterne per mantenere il loro calore corporeo.
• Non sappiamo abbastanza sulla postura dei dinosauri. Non è certo Barosaurus elevò la testa a foraggio per grub; alcuni esperti pensano che grandi dinosauri erbivori tenessero il collo lungo parallelo al suolo, usando la coda come contrappeso q. Ciò indebolirebbe l'argomentazione secondo cui questi dinosauri avevano bisogno di metabolismi a sangue caldo per pompare il sangue nel cervello.
• Le prove ossee sono sopravvalutate. Può essere vero che alcuni dinosauri sono cresciuti a una velocità maggiore di quanto si credesse in precedenza, ma ciò potrebbe non essere una prova a favore di un metabolismo a sangue caldo. Un esperimento ha dimostrato che i rettili moderni (a sangue freddo) possono generare rapidamente osso nelle giuste condizioni.
• I dinosauri mancavano di turbinati respiratori. Per soddisfare i loro bisogni metabolici, le creature a sangue caldo respirano circa cinque volte più spesso dei rettili. Le endoterme terrestri hanno strutture nei loro crani chiamate "turbinati respiratori", che aiutano a trattenere l'umidità durante il processo di respirazione. Fino ad oggi, nessuno ha trovato prove conclusive di queste strutture nei fossili di dinosauro - quindi, i dinosauri devono essere stati a sangue freddo (o, almeno, sicuramente non endotermici).

Quindi, cosa possiamo concludere dagli argomenti di cui sopra a favore e contro i dinosauri a sangue caldo? Molti scienziati (che non sono affiliati a nessuno dei due campi) credono che questo dibattito si basi su false premesse - cioè, non è vero che i dinosauri dovevano essere a sangue caldo o a sangue freddo, senza terza alternativa.

Il fatto è che non sappiamo ancora abbastanza su come funziona il metabolismo o su come possa potenzialmente evolversi per trarre conclusioni definitive sui dinosauri. È possibile che dinosauri non erano né a sangue caldo né a sangue freddo, ma avevano un tipo di metabolismo "intermedio" che non è stato ancora individuato. È anche possibile che tutti i dinosauri fossero a sangue caldo o a sangue freddo, ma alcune singole specie hanno sviluppato adattamenti nella direzione opposta.

Se quest'ultima idea sembra confusa, tieni presente che non tutti i mammiferi moderni sono a sangue caldo esattamente allo stesso modo. Un ghepardo veloce e affamato ha un classico metabolismo a sangue caldo, ma l'ornitorinco relativamente primitivo sfoggia a metabolismo ridotto che per molti aspetti è più vicino a quello di una lucertola di dimensioni comparabili che a quello di altri mammiferi. Ulteriori complicazioni, alcuni paleontologi affermano che i mammiferi preistorici a lento movimento (come Myotragus, la capra delle caverne) avevano veri metabolismi a sangue freddo.

Oggi, la maggior parte degli scienziati aderisce alla teoria dei dinosauri a sangue caldo, ma quel pendolo potrebbe oscillare dall'altra parte man mano che vengono scoperte ulteriori prove. Per ora, qualsiasi conclusione definitiva sul metabolismo dei dinosauri dovrà attendere scoperte future.